Matemática para Engenharia: pacote de revisão

Formulários, as principais etapas dos métodos de cada tópico e 20 exercícios, com soluções completas no final.

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1Fórmulas e métodos

Limites

Substituição direta
tente x = a primeiro; 0/0 significa simplificar
Fatorar e cancelar
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Conjugado
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limites no infinito
divida pela maior potência de x; graus iguais dão a razão entre os coeficientes dominantes
Limite fundamental
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Regra de L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Derivadas

Regra da potência
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Regra do produto
(uv)′ = u′v + uv′
Regra do quociente
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Regra da cadeia
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Derivadas comuns
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Método

  1. Identifique a estrutura: soma, produto, quociente ou composição.
  2. Aplique a regra da potência a cada potência de x.
  3. Use a regra do produto, do quociente ou da cadeia quando necessário.
  4. Simplifique e, se pedido, calcule o valor no ponto.

Integrais

Regra da potência
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral definida
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrais comuns
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Área entre curvas
∫ab (f − g) dx

Método

  1. Reescreva o integrando como uma soma de termos simples sempre que possível.
  2. Aplique a regra da potência: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), e as integrais padrão para ex, 1/x, sen e cos.
  3. Use substituição quando vir uma função e sua derivada juntas.
  4. Para uma integral definida, calcule F(b) − F(a).

Números complexos

Forma retangular
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Módulo e argumento
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Forma polar e exponencial
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Divisão
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Produto e quociente
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Raízes n-ésimas
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Equação quadrática com p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Método

  1. Decida qual forma convém à operação: retangular a + jb para somar e subtrair, polar r∠θ para multiplicar, dividir, potências e raízes.
  2. Multiplique com j² = −1; divida multiplicando o numerador e o denominador pelo conjugado do denominador.
  3. Converta com r = √(a² + b²) e θ a partir de um esboço do ponto (verifique o quadrante), e de volta com a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Para potências use De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; para zⁿ = R∠φ liste todas as n raízes R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Equações diferenciais

Crescimento/decaimento exponencial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Meia-vida
k = ln 2 / t½
Lei de resfriamento de Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Fator integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Tanque de mistura
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrizes e determinantes

determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produto
(AB)ij = Σk AikBkj
Valores próprios
det(A − λI) = 0
Regra de Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vetores: produto escalar e vetorial

Módulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vetor unitário
û = a/|a|
Componentes a partir de um ângulo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Produto escalar
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Projeção escalar de a sobre b
a·b/|b|
Trabalho
W = F·d
Produto vetorial
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Áreas
paralelogramo |a × b|, triângulo ½|a × b|
Momento em relação a O
MO = r × F, r = A − O
Volume de um paralelepípedo
V = |a·(b × c)|

Método

  1. Escreva todo vetor em componentes; para uma força dada por um módulo e um ângulo, use F·cos θ e F·sin θ.
  2. Para comprimentos e direções use o módulo √(x² + y² + z²) e o vetor unitário a/|a|.
  3. Use o produto escalar para ângulos, projeções, perpendicularidade e trabalho: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Use o produto vetorial para vetores perpendiculares, áreas e momentos: escreva as três componentes com cuidado, mantendo a ordem a × b.

Probabilidades

Complementar
P(not A) = 1 − P(A)
Regra da adição
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Eventos independentes
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Probabilidade condicional
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Estatística descritiva

Média
x̄ = Σx/n
Desvio-padrão amostral
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valor do meio dos dados ordenados
Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Distribuição normal
68% dentro de ±1σ, 95% dentro de ±2σ

Distribuição normal

Pontuação z
z = (x − μ)/σ
Abaixo de x
P(X < x) = Φ(z)
Acima de x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Entre
Φ(z2) − Φ(z1)
Percentil
x = μ + z·σ

Método

  1. Converta o valor em um escore z: z = (x − μ)/σ.
  2. Procure Φ(z), a área à esquerda de z.
  3. Para a área à direita use 1 − Φ(z); para um intervalo subtraia as duas áreas à esquerda.
  4. Para um percentil, faça o caminho inverso: encontre z para a área e depois x = μ + z·σ.

2Exercícios

1.LimitesMédia
xyy = L

Encontre o limite L = limx→∞ (1 + 0,5/x)2x. Dê um valor decimal.

f(x) = (1 + 0,5/x)2xx → ∞
L =
2.LimitesDifícil
xyx = 0

Encontre o limite L = limx→0 (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x².

f(x) = (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x²x → 0
L =
3.DerivadasMédia
xyx = 1

Seja f(x) = x3·e2x. Calcule f′(1).

f(x) = x3·e2xx = 1
f′(1) =
4.DerivadasDifícil
xy

Seja f(x) = x3 + 6x2 + 9x − 6. Calcule a abcissa x do máximo local.

f(x) = x3 + 6x2 + 9x − 6
x =
5.IntegraisMédia
xy16y = x ln x

Calcule I = ∫₁6 x·ln x dx.

∫₁6 x ln x dx
I =
6.IntegraisDifícil
xy1y = x²eˣ

Calcule I = ∫₀1 x²·eˣ dx.

∫₀1 x²eˣ dx
I =
7.Números complexosMédia
ReIm11−1−122−2−2θz

Escreva z = 2,5∠−75° na forma retangular a + jb e dê a parte imaginária b.

r = 2,5θ = −75°
b =
8.Números complexosDifícil
ReIm22−2−244−4−4z₀z₁z₂

As raízes de zⁿ = w com n = 3 e w = 64∠45° são zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2. Encontre a parte imaginária de z₂.

w = 64∠45°n = 3k = 2
Im(z₂) =
9.Equações diferenciaisMédia
tyy(0) = 2y(1) = ?

Resolva y″ + 7y′ + 10y = 0 com y(0) = 2 e y′(0) = -4. Encontre y(1).

y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 2y′(0) = -4
y(1) =
10.Equações diferenciaisDifícil
tyy(0) = 3y(0,75) = ?

Resolva y″ + 3y′ + 11,25y = 0 com y(0) = 3 e y′(0) = 0 (solto a partir do repouso). Encontre y(0,75); ângulos em radianos.

y″ + 3y′ + 11,25y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(0.75) =
11.Matrizes e determinantesMédia
A =−3−4−44522−23

Calcule o determinante det A da matriz 3×3 A apresentada.

A = [−3 −4 −4; 4 5 2; 2 −2 3]
det A =
12.Matrizes e determinantesDifícil
A =−26−25

Calcule o maior valor próprio λ da matriz A apresentada.

A = [−2 6; −2 5]
λ =
13.Vetores: produto escalar e vetorialMédia
xyzab

Encontre o produto escalar a·b de a = (0, −3, 7) e b = (−5, 4, 7).

a = (0, −3, 7)b = (−5, 4, 7)
a·b =
14.Vetores: produto escalar e vetorialDifícil
xyzab

O vetor unitário n̂ é perpendicular a a = (4, −1, −5) e a b = (3, −2, −5) e tem componente z positiva. Encontre sua componente x n̂x.

a = (4, −1, −5)b = (3, −2, −5)n̂z > 0
n̂x =
15.ProbabilidadesMédia
xp(x)00,310,0520,2530,140,3μ = 2,05

Para a distribuição mostrada, encontre o desvio padrão σ de X.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,3, 0,05, 0,25, 0,1, 0,3
σ =
16.ProbabilidadesDifícil
€p(x)−20,7480,25180,01

Um jogo custa €2 para jogar. Você ganha €10 com probabilidade 0,25 e €20 com probabilidade 0,01; caso contrário, não ganha nada. A aposta não é devolvida. Encontre o ganho líquido esperado E(G) por jogo.

aposta = €2€10: p = 0,25€20: p = 0,01
E(G) = €
17.Estatística descritivaMédia
1520253035404550

Calcule o desvio-padrão amostral s dos dados: 54, 11, 40, 22, 18.

n = 5
s =
18.Estatística descritivaDifícil
z −2−1012

Uma grandeza segue uma distribuição normal com média 70 e desvio-padrão 20. Que proporção P dos valores está abaixo de 95?

μ = 70σ = 20x = 95
P =
19.Distribuição normalMédia
105 s114,6 sX + Y?

X é normal com média 60 s e desvio padrão 5 s; Y é independente e normal com média 45 s e desvio padrão 4 s. Encontre a probabilidade P de X + Y ser maior que 114,6 s. Arredonde z para duas casas decimais.

μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 114,6 s
P =
20.Distribuição normalDifícil
μ = 100x = ?97,5%

As pontuações de QI seguem uma distribuição normal com média 100 pontos e desvio-padrão 15 pontos. Calcule o valor x abaixo do qual estão 97,5% delas (o percentil 97,5).

μ = 100σ = 15P = 97,5%
x = pontos

3Soluções

1.Limites

Resposta: L = 2,718

Limites: tente primeiro a substituição direta. Se ela der 0/0, simplifique antes: fatore e cancele o fator comum, ou multiplique pelo conjugado. Quando x → ∞, divida o numerador e o denominador pela maior potência de x. Regra de L'Hôpital: se f/g dá 0/0 ou ∞/∞, então lim f/g = lim f′/g′, derivando o numerador e o denominador separadamente (e não com a regra do quociente).

Tomar o logaritmo

ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 + 0,5/x)

Calcular

ln(1 + u)/u → 1 quando u → 0, então x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 2·0,5 = 1

Desfazer o logaritmo

L = e1 = 2,718

Resposta

L = 2,718
2.Limites

Resposta: L = 0,125

Limites: tente primeiro a substituição direta. Se ela der 0/0, simplifique antes: fatore e cancele o fator comum, ou multiplique pelo conjugado. Quando x → ∞, divida o numerador e o denominador pela maior potência de x. Regra de L'Hôpital: se f/g dá 0/0 ou ∞/∞, então lim f/g = lim f′/g′, derivando o numerador e o denominador separadamente (e não com a regra do quociente).

Primeira aplicação

(−0,5·e−0,5x + 0,5)/(2x) → 0/0

Segunda aplicação

0,25·e−0,5x/2

Substituir x = 0

L = 0,25·1/2 = 0,125

Resposta

L = 0,125
3.Derivadas

Resposta: f′(1) = 36,95

Derivação: a derivada f′(x) é o declive do gráfico em x. Regra da potência: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regra do produto: (uv)′ = u′v + uv′. Regra da cadeia: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Onde f′(x) = 0 o gráfico tem tangente horizontal: um máximo, um mínimo ou um ponto de sela.

Regra do produto

f′(x) = u′v + uv′ = e2x·(3x2 + 2·x3)

Substituir

f′(1) = 7,389·(3 + 2) = 36,95

Resposta

f′(1) = 36,95
4.Derivadas

Resposta: x = −3

Derivação: a derivada f′(x) é o declive do gráfico em x. Regra da potência: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Regra do produto: (uv)′ = u′v + uv′. Regra da cadeia: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Onde f′(x) = 0 o gráfico tem tangente horizontal: um máximo, um mínimo ou um ponto de sela.

Derivada

f′(x) = 3x2 + 12x + 9 = 3·(x2 + 4x + 3)

Resolver f′(x) = 0

x = −3 ou x = −1

Qual é qual

f″(x) = 6x + 12: negativa num máximo, positiva num mínimo.

f″(−3) = −6, f″(−1) = 6
x = −3

Resposta

x = −3
5.Integrais

Resposta: I = 23,5

Integração por partes: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, a partir da regra do produto. Escolha como u o fator que fica mais simples quando você o deriva (uma potência de x ou ln x) e como dv o fator que você sabe integrar (eˣ, sen x, cos x ou x quando u = ln x). Para uma integral definida, calcule u·v nos dois limites: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Um fator x² exige duas rodadas.

Escolha u e dv

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

Primitiva

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Limites

(18·ln 6 − 9) − (0 − 0,25) = 23,5

Resposta

I = 23,5
6.Integrais

Resposta: I = 0,7183

Integração por partes: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, a partir da regra do produto. Escolha como u o fator que fica mais simples quando você o deriva (uma potência de x ou ln x) e como dv o fator que você sabe integrar (eˣ, sen x, cos x ou x quando u = ln x). Para uma integral definida, calcule u·v nos dois limites: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Um fator x² exige duas rodadas.

Primeira rodada

∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx

Segunda rodada

∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)

Limites

2,718·(1) − 1·2 = 0,7183

Resposta

I = 0,7183
7.Números complexos

Resposta: b = −2,415

Forma polar: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, com r = |z| e θ = arg z. De volta à forma retangular: a = r cos θ, b = r sin θ. O argumento exige o quadrante: θ = atan(b/a) somente quando a > 0; para a < 0 some ou subtraia 180°. Na forma polar a multiplicação é fácil: multiplique os módulos e some os argumentos; para a divisão, divida os módulos e subtraia os argumentos.

Componentes

a = 2,5·cos(−75°) = 0,647
b = 2,5·sin(−75°) = −2,415

Forma retangular

z = 0,647 − j2,415
b = −2,415

Resposta

b = −2,415
8.Números complexos

Resposta: Im(z₂) = −3,864

De Moivre e raízes: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. A equação zⁿ = R∠φ tem exatamente n raízes, todas com módulo R1/n, nos argumentos (φ + 360°·k)/n para k = 0, 1, …, n − 1: elas ficam igualmente espaçadas sobre uma circunferência, a 360°/n uma da outra. Uma equação quadrática z² + pz + q = 0 com p² < 4q tem as raízes complexas z = −p/2 ± j√(q − p²/4); um polinômio com coeficientes reais sempre tem suas raízes complexas em pares conjugados a ± jb.

Módulo das raízes

641/3 = 4

Argumento da raiz

θ₂ = (45° + 360°·2)/3 = 255° → −105°

Forma retangular

z₂ = 4·(cos −105° + j sin −105°) = −1,035 − j3,864
Im(z₂) = −3,864

Resposta

Im(z₂) = −3,864

As 3 raízes ficam sobre a circunferência de raio 4, separadas por 120°.

9.Equações diferenciais

Resposta: y(1) = 0,2707

Equações lineares de segunda ordem: para y″ + b·y′ + c·y = 0, tente y = ert: isso dá a equação característica r² + b·r + c = 0. Duas raízes reais r₁ ≠ r₂ dão y = A·er₁t + B·er₂t (superamortecido); uma raiz dupla r dá y = (A + Bt)·ert (amortecimento crítico); raízes complexas −α ± jω dão y = e−αt(A cos ωt + B sen ωt) (subamortecido, oscilante). Os valores iniciais y(0) e y′(0) determinam A e B. Escrita como y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn é a frequência natural e ζ o coeficiente de amortecimento: ζ < 1 oscila. Com uma entrada constante, y″ + by′ + cy = c·K, a solução é o valor estacionário K mais a resposta livre.

Raízes características

(r + 2)(r + 5) = 0 → r = −2, −5

Constantes a partir dos valores iniciais

A + B = 2, −2A − 5B = -4
A = 2, B = 0

Calcular

y(1) = 2·e−2 + 0·e−5 = 0,2707

Resposta

y(1) = 0,2707
10.Equações diferenciais

Resposta: y(0.75) = −0,2329

Equações lineares de segunda ordem: para y″ + b·y′ + c·y = 0, tente y = ert: isso dá a equação característica r² + b·r + c = 0. Duas raízes reais r₁ ≠ r₂ dão y = A·er₁t + B·er₂t (superamortecido); uma raiz dupla r dá y = (A + Bt)·ert (amortecimento crítico); raízes complexas −α ± jω dão y = e−αt(A cos ωt + B sen ωt) (subamortecido, oscilante). Os valores iniciais y(0) e y′(0) determinam A e B. Escrita como y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn é a frequência natural e ζ o coeficiente de amortecimento: ζ < 1 oscila. Com uma entrada constante, y″ + by′ + cy = c·K, a solução é o valor estacionário K mais a resposta livre.

Raízes complexas

r = −1,5 ± 3j

Constantes

A = 3, B = 1,5·3/3 = 1,5

Calcular

y(0,75) = e−1,125(3·cos 2,25 + 1,5·sin 2,25) = −0,2329

Resposta

y(0,75) = −0,2329
11.Matrizes e determinantes

Resposta: det A = 47

Matrizes: o determinante de uma matriz 2×2 é ad − bc. Numa 3×3, desenvolva por uma linha: cada elemento vezes o determinante da 2×2 que resta ao tirar a sua linha e coluna, com sinais alternados + − +. Os valores próprios λ resolvem det(A − λI) = 0; numa 2×2 é λ² − (traço)·λ + det = 0.

Menores 2×2 da primeira linha

M₁₁ = 19, M₁₂ = 8, M₁₃ = −18

Desenvolvimento por cofatores

det A = (−3)·19 − (−4)·8 + (−4)·(−18) = 47

Resposta

det A = 47
12.Matrizes e determinantes

Resposta: λ = 2

Matrizes: o determinante de uma matriz 2×2 é ad − bc. Numa 3×3, desenvolva por uma linha: cada elemento vezes o determinante da 2×2 que resta ao tirar a sua linha e coluna, com sinais alternados + − +. Os valores próprios λ resolvem det(A − λI) = 0; numa 2×2 é λ² − (traço)·λ + det = 0.

Equação característica

λ² − (3)λ + (2) = 0

Resolva

λ = (3 ± √(1))/2 → λ = 1, 2
λ = 2

Resposta

λ = 2
13.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: a·b = 37

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

Multiplique as componentes correspondentes e some

a·b = 0·(−5) + (−3)·4 + 7·7 = 0 + (−12) + 49 = 37

Resposta

a·b = 37

Positivo: o ângulo entre os vetores é menor que 90°.

14.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: n̂x = 0,5774

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

Produto vetorial

(a × b)x = aybz − azby = (−1)·(−5) − (−5)·(−2) = −5
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·3 − 4·(−5) = 5
(a × b)z = axby − aybx = 4·(−2) − (−1)·3 = −5

Normalize

A componente z de a × b é negativa, então use −(a × b).

|a × b| = √((−5)² + 5² + (−5)²) = 8,66
n̂ = −(−5, 5, −5)/8,66 = (0,5774, −0,5774, 0,5774)
n̂x = 0,5774

Resposta

n̂x = 0,5774
15.Probabilidades

Resposta: σ = 1,596

Variáveis aleatórias discretas: uma distribuição de probabilidade lista cada valor x que uma variável pode assumir com sua probabilidade p(x); as probabilidades ficam entre 0 e 1 e somam 1. O valor esperado (média) é E(X) = Σx·p(x), a média de longo prazo. A variância é Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e o desvio padrão é σ = √Var(X). Para uma mudança linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; somar uma constante não muda a dispersão.

Média

μ = 0·0,3 + 1·0,05 + 2·0,25 + 3·0,1 + 4·0,3 = 2,05

Média dos quadrados

E(X²) = 0·0,3 + 1·0,05 + 4·0,25 + 9·0,1 + 16·0,3 = 6,75

Variância

Var(X) = 6,75 − 2,05² = 2,548
σ = √2,548 = 1,596

Resposta

σ = 1,596
16.Probabilidades

Resposta: E(G) = 0,7 €

Variáveis aleatórias discretas: uma distribuição de probabilidade lista cada valor x que uma variável pode assumir com sua probabilidade p(x); as probabilidades ficam entre 0 e 1 e somam 1. O valor esperado (média) é E(X) = Σx·p(x), a média de longo prazo. A variância é Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², e o desvio padrão é σ = √Var(X). Para uma mudança linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) e σY = |a|·σX; somar uma constante não muda a dispersão.

Resultados líquidos

G: 8 (p = 0,25), 18 (p = 0,01), −2 (p = 0,74)

Valor esperado

E(G) = 8·0,25 + 18·0,01 − 2·0,74 = 0,7 €

Resposta

E(G) = 0,7 €

Um valor positivo significa que você ganha dinheiro em média.

17.Estatística descritiva

Resposta: s = 17,61

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Média

x̄ = 145/5 = 29

Desvios ao quadrado

Σ(x − x̄)² = 25² + (−18)² + 11² + (−7)² + (−11)² = 1240

Desvio-padrão

s = √(1240/4) = 17,61

Resposta

s = 17,61
18.Estatística descritiva

Resposta: P = 0,8944

Estatística descritiva: a média é a soma a dividir por n; a mediana é o valor central dos dados ordenados (a média dos dois centrais se n for par). O desvio-padrão amostral é s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Uma pontuação z = (x − μ)/σ diz a quantos desvios-padrão da média está um valor.

Padronizar

z = 1,25

Tabela da normal padrão

Φ(1,25) = 0,8944
P = 0,8944

Resposta

P = 0,8944
19.Distribuição normal

Resposta: P = 0,06681

Somas e diferenças de variáveis normais: se X e Y são independentes e normais, X + Y e X − Y também são normais. As médias se somam ou se subtraem: E(X ± Y) = μX ± μY. As variâncias sempre se somam, também em uma diferença: Var(X ± Y) = σX² + σY², portanto σ = √(σX² + σY²). Os desvios padrão nunca se somam diretamente. O total de n itens independentes com a mesma distribuição tem média n·μ e desvio padrão σ·√n. Depois padronize como de costume: z = (x − média)/σ e leia Φ(z).

Distribuição da soma

μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s

Padronizar

z = (114,6 − 105)/6,403 = 1,5

Cauda superior

P = 1 − Φ(1,5) = 1 − 0,9332 = 0,06681

Resposta

P = 0,06681
20.Distribuição normal

Resposta: x = 129,4 pontos

Distribuição normal: converta um valor x em uma pontuação z, z = (x − μ)/σ, que conta quantos desvios-padrão ele está da média. Uma tabela z (ou Φ(z)) dá a área à esquerda de z, que é P(X < x). A área à direita é 1 − Φ(z), e a área entre dois valores é a diferença entre as duas áreas.

z do percentil

Φ(z) = 0,975 → z = 1,96

De volta a x

x = 100 + 1,96·15 = 129,4 pontos

Resposta

x = 129,4 pontos

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